124031 (592887), страница 6

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

Из хорошо растворенного солода всегда получают сусло, содержащее достаточное количество α-аминокислот. Разумеется, если добавлять несоложенное сырье, сахар или сироп, то это не прибавляет в сусло аминокислот, и следует проводить аминокислотную паузу при 45-50 °С. Однако если применять хорошо растворенный солод, то ради образования низкомолекулярных продуктов расщепления белков не имеет смысла выдерживать паузу при 45-50 °С. Продолжительная пауза при 45-50 °С всегда дает в последующем плохую пену.

1.2.3 Начало затирания

Под началом затирания понимают процесс, включающий в себя возможно более тщательное перемешивание помола (засыпи) с водой (наливом) при предписанной температуре начала затирания.

Гидромодуль, то есть соотношение засыпи и главного налива является очень важным фактором, поскольку он определяет концентрацию первого сусла. Можно считать, что при гидромодуле 1:3. Естественно, затор приготовляют гуще, чем требуемая экстрактивность начального сусла, а именно с экстрактивностью первого сусла 16-20%, чтобы затем можно было направить через дробину количество воды, достаточное для ее выщелачивания и одновременного разбавления сусла до требуемой массовой доли сухих веществ. Тем самым от гидромодуля при затирании зависит состав сусла и тип пива. Для светлого пива следует выбирать в общем больший гидромодуль, то есть 300-400 л/100 кг засыпи.

Тем самым достигают ускорения ферментативных реакций. Для темного пива выбирают более густой гидромодуль, то есть 300-350 л/100 кг засыпи. Этим достигают того, что ароматические вещества солода могут путем карамелизации образоваться в заторе в увеличенном количестве. Объем затираемого помола составляет 70-80 л/100 кг засыпи.

1.3 Способы затирания

Процесс затирания состоит в том, что температуру затора поднимают до оптимальных температур для действия тех или иных ферментов, и затем выдерживается пауза. Паузы задаются при следующих оптимальных для ферментов температурах:

45-50°С – белковая пауза и пауза для расщепления β-глюкана;

62-65°С – мальтозная пауза;

70-75°С – пауза для осахаривания;

78°С – температура окончания затирания.

По виду повышения температуры различают две группы способов затирания:

настойный (инфузионный) способ;

отварочный (декокционный) способ.

При инфузионном способе весь затор при поддержании пауз последовательно нагревается до температуры окончания затирания, причем части затора не кипятятся.

При способе с отварками температура повышается благодаря тому, что часть затора (отварку) отделяют и кипятят. При обратной перекачке к остальному затору температура всего затора повышается на следующую ступень температурной обработки.

При выборе способа затирания следует рассмотреть ряд точек зрения на приготовление затора и сусла, которые бы по своему составу соответствовали желаемому типу пива. Это касается, например, содержания сбраживаемых сахаров, определяющего конечную степень сбраживания, или обеспечения достаточно высокого уровня высокомолекулярных белков для достижения полноты вкуса и пеностойкости пива. Именно выбранный способ затирания дает хорошую возможность влиять на характер пива.

1.3.1 Настойные способы

Простейшей группой среди способов затирания являются настойные, так, как при применении этих способов весь затор никогда не разделяется. Нагревание всего затора осуществляют постепенно, с выдерживанием температурных пауз, необходимых для действия ферментов. Для настойного способа затирания требуется только одна обогреваемая ёмкость. Так как затор не перекачивается, поглощение воздуха минимально, что является позитивным фактором, поскольку кислород при затирании ведет к окислению полифенолов, а с ними – и к размыванию вкуса, более высокой цветности готового пива. При инфузионном способе большую роль играет эффект перемешивания. Мешалка должна иметь возможность приспосабливаться к соответствующей стадии процесса затирания благодаря электродвигателю привода мешалки с переключением полюсов и двумя скоростями или должна иметься возможность для плавного регулирования. При этом возрастает значение конструкции лопасти мешалки. Если при выдерживании паузы мешалку выключают, то увеличивается время осахаривания и фильтрования затора, а выход экстракта ухудшается, так как образуется перепад температур, ухудшающий переход экстрактивных веществ в сусло и затрудняющий работу ферментов.

1.3.2 Отварочные способы затирания

Общим для отварочных способов затирания является то, что часть затора отбирают и кипятят. После обратной перекачки температура всего затора повышается. По числу этих отварок различают трех-, двух- и одноотварочный способы затирания. В последнее время мы имеем дело с общей тенденцией к уменьшению числа отварок.

Отбор и кипячение отварок оказывает следующее воздействие:

из-за быстрого нагревания белки той части затора, которую кипятят, меньше расщепляются;

повышается степень клейстеризации и разжижения крахмала;

происходит более сильное выщелачивание веществ, содержащихся в мякинных оболочках;

образуется больше меланоидинов;

усиленно испаряется диметилсульфид;

происходит уменьшение содержания ферментов в объединенном заторе;

несколько увеличивается выход варочного цеха.

В связи с кипячением затора при отварочных способах потребляется больше энергии (в среднем на 20%.), чем при использовании настойных способов. Повышенный расход тепловой энергии в отварочных способах связан с большей продолжительностью процесса в целом, испарением воды при кипячении и дополнительным расходом электроэнергии из-за работы насосов при перекачках.

Отварка

Для протекания процессов расщепления при затирании особое значение имеет использование определенного вида и числа отварок: если выключить мешалку, то твердая фаза затора, густой затор, осаждается на дне емкости, тогда как жидкая фаза затора, жидкий затор, собирается в ее верхней части. Жидкий затор можно отобрать с помощью декантатора поплавкового типа.

Чтобы извлечь еще оставшиеся нерасщепленными частицы крахмала, густой затор следует кипятить. Жидкий затор кипятить не следует, так как он насыщен перешедшими в раствор ферментами качестве отварки используют по возможности наиболее густую часть затора. При обратной перекачке затора (соединении отварки и основной части затора) для сохранения ферментов в объединенном заторе при постоянном помешивании перекачивают отварку в основную часть затора, и никогда не поступают наоборот.

Чтобы исключить ненужный вредный контакт затора с воздухом, в настоящее время при перекачке не допускается объединение затора путём подачи отварки сверху; обратную перекачку осуществляют путём подачи затора по мере возможности снизу.

Объем отварок, отбираемых для кипячения, устанавливается таким образом, чтобы поднять температуру объединённого затора до желаемой. Этот объём известен из опыта пивоварения и составляет от 1/3 до 1/4 от общего объёма затора. При изменении способа затирания объём отварок можно рассчитать по приведённой ниже формуле. При этом исходят из того, что температуру отварки после кипячения лучше понизить путём охлаждения до 90°С.

(1.1)

При кипячении все ферменты инактивируются, но для полного расщепления крахмала требуются амилазы, которые остаются в основной части затора, неподвергавшейся кипячению. Поэтому кипятить весь затор не следует. Определенную роль играет продолжительность кипячения, поскольку при её увеличении растворяется больше крахмала. Так как кипячение связано с определенным потреблением энергии и высокими затратами, длительность кипячения всегда в необходимой степени ограничивают. По возможности при кипячении затора избегают интенсивного парообразования в целях экономии энергии. Обычно затор кипятят для производства светлого пива – 10-15 мин, для производства темного пива – 20-30 мин.

Так как большое число отварок требует больше энергии и времени, стремятся обойтись их минимальным числом (1 или 2) и тем самым работать быстрее и с наименьшими затратами. Поэтому по числу отварок различают: одноотварочные способы; двухотварочные способы; трехотварочные способы.

1.3.3 Одноотварочные способы

Одноотварочные способы – это в принципе те же настойные способы, в которых повышения температуры – чаще всего до 65 и 75°С – чаще всего достигают путём отбора, кипячения и обратной перекачки отварки. Схема такого одноотварочного способа может быть следующей:

Начало затирания при 35°С и медленное нагревание до 50°С (или начало затирания сразу при этой температуре); пауза при 50°С и нагрев всего затора до 64°С, последующая более длинная пауза (мальтозообразование). Отделение и кипячение отварки 15-30 мин. Затем следует соединение отварки с остатком затора с последующим повышением температуры до 75°С и осахариванием. Отварки можно также делать между паузами от 35°С до 50°С или между 50°С и 64°С, но следует учитывать, что в этих случаях нерастворимые части отварки меньше осаждаются и тем самым достигается меньший эффект. Особым вариантом одноотварочных способов является затирание с кипячением всей густой части затора: в этом случае затирают при 35°С и отбирают отстоявшуюся часть затора, около 20%. Всю оставшуюся густую часть затора нагревают до кипения при соблюдении необходимых температурных пауз и кипятят 30-40 мин. Затем оставшуюся часть затора охлаждают до 65°С, при этом за счёт добавления жидкой части затора образуется мальтоза, затем затор нагревают до температуры осахаривания и после осахаривания затор перекачивают в фильтрационный аппарат (рис. 1.1).

Рис. 1.1 - Одноотварочный способ затирания

1.3.4 Двухотварочные способы

Классический двухотварочный способ начинается с затирания при 50°С. После общей для всего затора короткой температурной паузы отбирается густой затор и после последовательного выдерживания необходимых коротких температурных пауз он нагревается до кипения, 15-20 мин кипятится, и путем его перемешивания температура всего затора повышается до 64 °С и выдерживается пауза для мальтозообразования. Через короткое время отбирается второй раз густой затор и нагревается до кипения. Вторая отварка кипятится несколько меньше, чем первая, и с её помощью общий затор нагревается приблизительно до 75°С и перекачивается в фильтрационный аппарат. Двухотварочный способ затирания занимает около 3-3,5 часов. Если рассматривать диаграмму затирания этого способа, то бросается в глаза, что преобладает температура 50°С и поэтому происходит очень глубокое расщепление белка и β-глюкана. От этого страдает полнота вкуса и пенообразование, получается «пустое» пиво, вкус которого можно исправить только частично, добавляя тёмный солод. Чтобы изменить положение, начало затирания можно проводить при 50°С и нагревать затор до 62 °С или использовать дополнительный налив горячей воды, чтобы можно было более точно контролировать продолжительность белковой паузы. Другую возможность представляет собой начало затирания при 35°С и отбор первой отварки. Конечно, при этом следует стараться контролировать расщепление белков, что сегодня осуществляют прежде всего путем контроля содержания свободного аминного азота (FAN).

Особый вид двухотварочного способа – это ускоренный способ затирания с двумя короткими отварками. Температура начала затирания в этом случае – 62°С, продолжительность всего процесса затирания – только 2 часа. Он может проводиться также с использованием только одной отварки. Для применения этого способа требуется очень хорошо и равномерно растворенный солод. Температура начала затирания в 62 °С – выше оптимальных температур для расщепления белков; несмотря на это, при данной температуре всё ещё идёт интенсивное расщепление и можно ожидать хорошего пенообразования. Однако расщепление β-глюкана здесь не происходит, и именно поэтому для данного способа требуется очень хорошо растворенный солод.

1.3.5 Способы затирания с применением несоложенного сырья

Известно, что необходимый для брожения сахар образуется из крахмала солода благодаря работе ферментов. Крахмал, естественно, содержится не только в солоде, но и во всех видах зернопродуктов. Во многих странах эти зернопродукты значительно дешевле сравнительно дорогого солода. Если не чувствовать себя связанным – как в Германии – законом о чистоте пивоварения, для производства сусла можно частично применять эти более дешевые зернопродукты, которые в отличие от солода называют несоложенным сырьем. При затирании ферменты солода должны проводить также расщепление и этих материалов. Если применять не больше 15-20 % несоложеных зернопродуктов, то потенциала ферментов солода хватает и для их расщепления. При большей процентной доле несоложеного сырья для поддержания процессов расщепления следует добавлять ферментные препараты, так как иначе процессы расщепления неоправданно затянулись бы или даже вообще прекратились.

В качестве несоложеного сырья применяют особенно часто рис и кукурузу, а также ячмень, пшеницу и сорго (последнее, прежде всего в африканских странах). Сахар не относится к несоложеным зернопродуктам, но как поставщик экстракта также рассматривается как несоложеное сырье.

Химические реакции при расщеплении крахмала во время переработки несоложеного сырья всегда те же, что и при расщеплении крахмала в солоде, однако зерна крахмала у разных зернопродуктов имеют различные размеры, очень сильно отличаются по их локализации в крахмальных клетках и окружены разными составными веществами оболочек. Это приводит к различному поведению зерен крахмала при клейстеризации и соответственно – к применению различных способов затирания в зависимости от вида зернопродуктов. Одновременно растворяются и другие вещества или они расщепляются ферментами солода, так что состав затора и сусла, а с ними и пива изменяется. Это влияет на брожение, фильтрование, вкус пива и другие параметры. Так, пиво, изготовленное с рисом, имеет более чистый и сухой вкус, а изготовленное с кукурузой склонно к несколько смягченному вкусу. При добавлении несоложеного сырья следует учитывать, что в нем белковые вещества еще находятся в стабильной форме и расщеплены незначительно из-за отсутствия предшествовавшего затиранию процесса солодоращения. Поэтому заторы с несоложеным сырьем содержат меньше низкомолекулярных продуктов расщепления белковых соединений (FAN), чем полностью солодовые заторы. Следует обращать особое внимание на то, чтобы дрожжи путем более интенсивного расщепления белков получали бы достаточное количество свободного аминного азота. Несмотря ни на что, пиво с несоложеным сырьем всегда содержит меньше азота и полифенолов (их тем меньше, чем выше содержание несоложеного сырья). Переработка несоложеного сырья всегда ведет к изменению вкуса пива, и это изменение тем значительнее, чем больше добавка несоложеного сырья. Изменение вкуса, которое не обязательно следует заранее рассматривать как его ухудшение, при применении несоложеного сырья нужно учитывать, особенно если на рынке присутствует конкурент, работающий без использования несоложеного сырья и производящий пиво только из ячменного солода.

Затирание с рисом

Из несоложеного зернового сырья наиболее тяжелым для переработки является рис. Зерна рисового крахмала очень невелики и твердые. В теплой воде зерна набухают очень медленно. Для их клейстеризации следует поднимать температуру до 75-80 °С или выше, но при такой температуре амилазы быстро погибают, так что при переработке риса нужно использовать другие методы. Кроме того, рисовый крахмал очень сильно набухает при клейстеризации – значительно больше, чем у других видов зернопродуктов, и поэтому клейстер легко может пригореть. Если затирать густо, то набухание может быть таким сильным, что у мешалки не хватит мощности и если не принять никаких мер, то она остановится. Поэтому чтобы α-амилаза солода смогла разжижить очень сильно загущенный клейстер, следует искать компромиссное решение, α-амилаза при 80°С инактивируется за короткое время и не способна больше к разжижению. Имеется несколько путей решения проблемы.

Если рисовый затор не слишком густ, то опасность пригорания не очень большая. Для растворения риса зачастую применяют котел для разваривания несоложеного сырья. В более старых заторных агрегатах – это герметичный котел, в котором рисовый затор под давлением (при температурах выше 100 °С) клейстеризуется и оптимально растворяется; в настоящее время затор из несоложеного сырья кипятят обычно без избыточного давления, так как полученное увеличение выхода экстракта едва ли стоит расхода дополнительной энергии

Рисовую крупку затирают вместе с 10-20% солодового затора и выдерживают 10-20 мин при 78 °С. При этом почти все рисовые зерна крахмала клейстеризуются, разжижаются и почти не возникает опасности, что при последующем кипячении рисовый затор пригорит.

Характеристики

Список файлов ВКР